shkolakz.ru 1
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение


высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ИПР

___________ Дмитриев А.Ю.

«___»_____________2011 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ


СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 130101 Прикладная геология

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ 1. Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) специалист

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.


КУРС 3,4
СЕМЕСТР 6, 7

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 6


ПРЕРЕКВИЗИТЫ Физика, Математика, Общая геология, Кристаллография и минералогия, Петрография

КОРЕКВИЗИТЫ Основы учения о полезных ископаемых

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ЛЕКЦИИ 46 час.

ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 64 час.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ - час.

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 110
час.

КУРСОВАЯ РАБОТА - час

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 96 час.

ИТОГО 206 час
.

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная



ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ зачет, экзамен

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра ГЕОФ

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ ГЕОФ ______________ Л.Я. Ерофеев

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП _________________ В.Г. Ворошилов

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ________________ Г.А. Лобова


2011 г.


1 Цели освоения дисциплины «Геофизические методы поисков и разведки МПИ»

Целью освоения дисциплины «Геофизические методы поисков и разведки МПИ» является подготовка специалиста, обучающегося по специальности «Прикладная геология» на специализации «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых» для производственно-технологической, проектной, научно-исследовательской, организационно-управленческой деятельности при поисках месторождения полезных ископаемых. В результате освоения дисциплины «Геофизические методы поисков и разведки МПИ» предполагается достижение студентами целей Ц1, Ц4 и Ц5* ООП специальности «Прикладная геология».



2 Место дисциплины «Геофизические методы поисков и разведки МПИ» в структуре ООП

Модуль «Геофизические методы поисков и разведки МПИ» входит в базовую часть профессионального цикла ООП специализации «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых» (С3.Б.1.3.) и читается в шестом и седьмом семестрах. Освоение дисциплины основывается на знаниях и умениях, полученных при изучении в предыдущих семестрах дисциплин: «Физика», «Математика», «Общая геология», «Кристаллография и минералогия», «Петрография», «Структура рудных полей». Кореквизитом данного модуля является дисциплина «Основы учения о полезных ископаемых».

3 Результаты освоения модуля «Геофизические методы поисков и разведки МПИ»

В соответствии с целями ООП «Прикладная геология» и задачами профессиональной деятельности, в результате освоения дисциплины «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» выпускник будет:



Код

Компетенции: знать (З), уметь (У), владеть(В)

З.1

основные физические параметры геофизических полей

З.2

современные представления о геологической природе геофизических аномалий

З.3

методики геофизических работ, применяемых при поисках месторождений твердых полезных ископаемых

З.4

основные приемы обработки и интерпретации полученных геофизических материалов


З.5

геолого-геофизические задачи, решаемые методами разведочной геофизики

У.1

формулировать задачи и обосновывать постановку различных видов геофизических исследований

У.2

обрабатывать, анализировать и систематизировать полевую геофизическую, информацию с использованием современных методов ее автоматизированного сбора, хранения и обработки

У.3

анализировать возможности применения различных методов разведочной геофизики для решения конкретных геологических задач

В.1

методами количественного и качественного анализа геофизических полей

В.2

опытом анализа и обобщения геофизических данных и прогнозирования залежей полезных ископаемых

В.3

методикой составления сметной документации на проведение геофизических работ

В процессе освоения дисциплины в соответствии ООП «Прикладная геология» у студентов развиваются следующие универсальные (общекультурные) компетенции: ОК-1, ОК-7, ОК-8; профессиональные компетенции: ПК-2, ПК-5, ПК-6; ПК-8; в том числе в производственно-технологической деятельности: ПК-10; ПК-11; ПК-15; в проектной деятельности: ПК-19; в научно-исследовательской деятельности: ПК-21; ПК-22; ПК-25; в организационно-управленческой деятельности: ПК-30; ПСК-1.1; ПСК-1.2. *


* Расшифровка кодов целей, результатов обучения и формируемых компетенций представлена в ООП по подготовке специалистов по специальности 130101 «Прикладная геология».

4 Структура и содержание модуля «Геофизические методы поисков и разведки МПИ»

4.1 Аннотированное содержание разделов модуля

1. Основные понятия и положения геофизических методов разведки

Лекция. Классификация геофизических методов. Объекты и цели исследований региональной, поисковой и разведочной геофизики. Факторы, обуславливающие физические свойства горных пород. Характеристики потенциального поля, способы представления. Измеренное геофизическое поле, нормальное и аномальное поля. Густота точек наблюдений, структура сети наблюдений, проектная точность наблюдений. Формы изображения измеренного потенциального поля, вертикальный и горизонтальный масштабы графиков, сечение изолиний карт.

2. Магниторазведка

Лекция. Главные элементы магнитного поля. Единицы измерения. Магнитная восприимчивость горных пород, намагниченность индуктивная и остаточная. Основы палеомагнитного метода. Магнитное поле Земли, вариации. Методика проведения магниторазведочных работ, аппаратура. Качественная и количественная интерпретация наблюденного поля. Решение прямой и обратной задачи для простых тел. Геологические задачи, решаемые магниторазведкой. Применение высокоточной магниторазведки при геологическом картировании. Применение магниторазведки для поисков рудных и нерудных полезных ископаемых.

Лабораторная работа 1. Нормальное магнитное поле Земли

3. Гравиразведка

Лекция. Плотность горных пород, закономерности изменения плотности осадочных пород в пространстве и геологическом времени. Сила тяжести на поверхности Земли. Сфероид. Геоид. Поправки и редукции Буге и Фая. Динамические и статические методы измерения силы тяжести, аппаратура. Основные требования к методике полевых наблюдений. Первичная и окончательная обработка гравиметрических наблюдений. Общая гравиметрическая съемка для изучения земной коры и тектонического районирования. Гравиразведка при поисках и разведке полезных ископаемых.


Лабораторная работа 2. Методы измерений силы тяжести. Устройство гравиметров.

Лабораторная работа 3. Обработка и качественная интерпретация гравиметрических данных.

4. Электроразведка

Лекция. Электрический ток окислительно-восстановительного, фильтрационного, диффузионного потенциалов. Теллурические токи. Удельное электрическое сопротивление горных пород, пластовых флюидов, руд. Факторы, влияющие на УЭС осадочных пород. Электрический ток, напряженность и потенциал точечного источника. Электрическое профилирование, виды установок, аппаратура, представление результатов, принципы качественной интерпретации. Вертикальное электрическое зондирование, типы кривых ВЭЗ, качественная и количественная интерпретация. Применение метода сопротивлений. Интерпретация результатов электроразведки.

Лабораторная работа 4. Электроразведка методом сопротивлений в модификации электропрофилирования и вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Выбор параметров наблюдений.

5. Сейсморазведка

Лекция. Основы теории упругости. Схемы деформаций при распространении плоских продольных и поперечных волн. Распространение сферической волны от точечного источника, профиль волны, трасса, фазовая корреляции. Скорости упругих волн в горных породах. Упругие свойства горных пород и сред. Закономерности изменения скорости и амплитуды упругих волн в горных породах. Сейсморазведочные работы по методу отраженных волн, сейсмоприемники. Годограф отраженной волны. Виды сейсморазведки. Принципы качественной интерпретации данных сейсморазведки. Количественная интерпретация данных сейсморазведки. Разрешающая способность сейсморазведки. Рудная сейсморазведка.

Лабораторная работа 5. Построение теоретических годографов отраженной и преломленной волн.

6. Терморазведка

Лекция. Тепловое поле Земли и его параметры. Общая характеристика теплового поля Земли. Региональный тепловой поток в земной коре. Локальный тепловой поток. Принципы теории терморазведки. Тепловые и оптические свойства горных пород. Аппаратура для геотермических исследований. Радиотепловые и инфракрасные съемки. Региональные термические исследования. Локальные методы терморазведки. Поисково-разведочные термические исследования. Палеотемпературное моделирование.


Лабораторная работа 6. Прогноз материнских пород и оценка времени генерации углеводородов по геофизическим данным.

Лабораторная работа 7. Решение прямой и обратной задачи геотермии для осадочного разреза глубокой скважины.

7. Геофизические исследования скважин

Лекция. Скважина – объект разведки недр и геофизических исследований. Принцип решения прямых и обратных задач ГИС. Физико-геологическая классификация геофизических исследований скважин. Электрические методы исследования скважин. Другие методы электрометрии скважин. Ядерные методы исследования скважин. Сейсмоакустические методы исследования скважин. Другие методы геофизических исследований скважин. Термический каротаж. Магнитные и гравитационные скважинные методы. Качественная интерпретация результатов ГИС. Геологическое расчленение разрезов скважин. Количественная интерпретация результатов ГИС. Принципы количественной интерпретации ГИС рудных скважин. Методы технологического контроля состояния скважин. Кавернометрия. Инклинометрия. Перфорация скважин. Обработка каротажных диаграмм.

Лабораторная работа 8. Обработка и интерпретация диаграмм БЭЗ.

Лабораторная работа 9. Комплексная интерпретация данных электрических и электрохимических методов.

Лабораторная работа 10. Обработка и интерпретация диаграмм СП.

Лабораторная работа 11. Обработка и интерпретация диаграмм ГМ и НМ.

Лабораторная работа 12. Обработка и интерпретация диаграмм АМ.

4.2 Структура модуля «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» по разделам и формам организации обучения

Таблица 1

Название раздела/темы


Аудиторная работа (час)

СРС

(час)

Колл,

контр.р.

Итого

Лекции

Лаб. зан.

1. Основные понятия и положения геофизических методов разведки

2

-

32

2

36

2. Магниторазведка

4

4

4

2

14

3. Гравиразведка

4

8

4

2

18

4. Электроразведка

4

4

4

2

14

5. Сейсморазведка

4

4

4

2

14

6. Терморазведка

6

12

6

2

26

7. Геофизические исследования скважин


24

32

24

6

86

Итого

46

64

78

18

206

4.3 Распределение планируемых результатов обучения по разделам модуля «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»

Таблица 2



Формируемые

компетенции




Разделы модуля

1

2

3

4

5

6

7



З.1.1

+

+

+

+

+

+

-



З.1.2.

-

+

+

+

+


+

+



З.1.3.

-

+

+

+

+

+

-



З.1.4.

-

+

+

+

+

+

+



З.1.5.

-

+

+

+

+

+

+



У.2.1.

-

+

+

+

+

+

-



У.2.2.

-

+

+

+

+

+

-



У.2.3.

-


+

+

+

+

+

+



В.3.1.

-

+

+

+

+

+

+



В.3.2.

-

+

+

+

+

+

+



В.3.3.

-

+

+

+

+

+

+

5 Образовательные технологии

Методы и формы организации обучения (ФОО)

Таблица 3

ФОО


Методы

Лекц.

Лаб. раб.

Коллоквиум

контр.р.

СРС

IT-методы

+

+

+

+


Работа в команде




+

+




Методы проблемного обучения.

+




+

+

Обучение на основе опыта

+

+







Опережающая самостоятельная работа

+

+

+

+

Поисковый метод







+

+

Исследовательский метод




+




+

Другие методы:













Работа с книгой







+

+

Объяснительно-иллюстративный

+

+




+

Репродуктивный

+

+

+

+


6 Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

6.1 Текущая самостоятельная работа студентов (СРС) включает:

- работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по темам;

- подготовка к лабораторным работам;

- выполнение реферативной работы, написание аннотации к научной статье;

- подготовка к контрольной работе, коллоквиуму, зачету, экзамену.

6.2 Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР), направлена на повышение творческого потенциала студентов и ориентирована на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных и профессиональных компетенций. ТСР включает следующие виды самостоятельной работы:

- поиск и обзор опубликованной и фондовой литературы, электронных источников информации по индивидуально заданной теме реферата;

- структурирование и презентация информации;

- поиск и анализ научных публикаций по теме «Методы скважинной геофизики при поисках месторождений твердых полезных ископаемых».

6.3 Содержание самостоятельной работы студентов по модулю «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»

6.3.1 Темы рефератов охватывают все методы разведочной геофизики, применяемые при поисках и разведке твердых полезных ископаемых.

Рекомендуемый перечень тем

1. Магниторазведка при поисках магнетитовых руд.

2. Геофизические методы, используемые при поисках хромитовых месторождений.


3. Гравиразведка при поисках титаномагнетитовых месторождений.

4. Сейсморазведочные работы при изучении внутренней структуры рудных полей.

5. Электроразведка методами сопротивлений при поисках медно-никелевых месторождений.

6.3.2 Предлагается провести анализ и написать краткую аннотацию к научной публикации по теме: «Методы скважинной геофизики при поисках месторождений твердых полезных ископаемых» к подобранной самостоятельно статье из следующих журналов: «Геология и геофизика», «Отечественная геология», «Разведка и охрана недр», «Геофизика», «Геофизический журнал», «Известия ТПУ».

6.4 Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы студентов осуществляется как единство двух форм: самоконтроля и контроль со стороны преподавателя.

7 Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения модуля «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»

7.1 Текущий контроль осуществляется для оперативного и регулярного управления учебной деятельностью студентов на основе обратной связи. Текущий контроль проводится тремя способами: в форме устного опроса и беседы в процессе чтения лекций; в форме письменного ответа на вопросы задания к лабораторным работам при их выполнении, а также в форме письменной контрольной работы по разделам дисциплины (контрольная работа №1, контрольная работа №2).

7.2 Итоговый контроль изучения дисциплины проводится в форме зачета в шестом семестре и экзамена в седьмом семестре (письменно).

7.3 Образцы контролирующих материалов.

7.3.1 Примерное содержание вопросов для контрольных работ

Контрольная работа №1


  1. Физический смысл понятия «сила тяжести». Единицы измерения.
  2. Принципиальная схема устройства магнитометра.


  3. Геологические задачи, решаемые электроразведкой.

  4. Геотермический градиент и геотермическая ступень.

  5. Дайте понятие о сейсмическом годографе и кажущейся скорости.


Контрольная работа №2

  1. Какие виды каротажа применяются для оценки содержания железа?

  2. Виды каротажа, применяемые при разведке рудных залежей.

  3. Сравните условия применения методов электрометрии зондами без фокусировки и с фокусировкой тока.

  4. Выделение руд цветных металлов на диаграммах КС и ПС.

  5. Какими методами в разрезе можно обнаружить окисленные руды (сфалерит)?

7.3.2 Примерные образцы билетов для промежуточной аттестации (экзамен, зачет)

Экзаменационные билеты включают три типа заданий:

  1. Теоретический вопрос.

  2. Проблемный вопрос.

  3. Творческое проблемно-ориентированное задание.


Образец билета для экзамена

  1. Потенциал гравитационного поля. Геоид.

  2. Достоинства и ограничения методов электроразведки на постоянном токе и электромагнитных методов.

  3. Вычислить значения Z, H и T нормального геомагнитного поля для точки с координатами φ (широта) и  (долгота).


Образец билета для зачета

Билет № 1

  1. Диффузионно-адсорбционный потенциал в скважине.

  2. Нейтрон-нейтронный метод.

  3. По каротажной диаграмме ГГМ определить качество проведенного цементирования колонны.



8 Рейтинг качества освоения модуля «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»

Таблица 4

Недели


Текущий контроль

Теоретический материал

Практическая деятельность

Итого

Разделы

Вопросы

Баллы

Задачи

Задания

Проблемы

Баллы

Баллы

1

1 Основные понятия и положения геофизических методов разведки

Классификация геофизических методов. Объекты и цели исследований региональной, поисковой и разведочной геофизики.

1
















2-3

2 Магниторазведка

Физические и геологические основы магниторазведки. Аппаратура и методика полевых работ. Интерпретация данных магниторазведки.

2

Нормальное

магнитное поле Земли







4





4-5


3 Гравиразведка

Физические и геологические основы гравиразведки. Аппаратура и методика полевых работ.

Интерпретация данных гравиразведки.


2


Методы измерений силы тяжести. Устройство гравиметров







2




Обработка и качественная интерпретация гравиметрических данных







2




6-7


4 Электроразведка

Физические и геологические основы электроразведки. Аппаратура и методика полевых работ. Интерпретация данных электроразведки.

2

Электроразведка методом сопротивлений в модификации электропрофилирования и вертикального электрического зондирования (ВЭЗ). Выбор параметров наблюдений.







4




8-9

5 Сейсморазведка

Образование и распространение сейсмических волн. Геологические основы и методы сейсморазведки. Аппаратура и методика полевых работ. Интерпретация сейсморазведочных данных.

2

Построение теоретических годографов отраженной и преломленной волн.








4




10-12

6 Терморазведка


Тепловое поле Земли и его параметры. Принципы теории термооразведки. Тепловые и оптические свойства горных пород. Поисково-разведочные термические исследования.

Палеотемпературное моделирование осадочного бассейна.

3

Прогноз материнских пород и оценка времени генерации углеводородов по геофизическим данным.







6




Решение прямой и обратной задачи геотермии для осадочного разреза глубокой скважины.







6







Итого в весеннем семестре

12










26




23-35

7 Геофизические исследования скважин

Введение. Скважина-объект разведки недр и геофизических исследований. Методы исследования скважин.

Качественная и количественная интерпретация.

Электрометрия скважин

Радиометрия скважин

Акустические и другие методы ГИС

12

Обработка и интерпретация диаграмм БЭЗ.







4




Комплексная интерпретация данных электрических и электрохимических методов.







4




Обработка и интерпретация диаграмм СП.







4




Обработка и интерпретация диаграмм ГМ и НМ.







4




Обработка и интерпретация диаграмм АМ.







4




Сумма в весеннем семестре

12










20




Всего по модулю

24










46

70


9 Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)


    1. Основная литература

  1. Хмелевской В.К., Костицын В.И. Основы геофизических методов: учебник для

вузов – Пермь: Перм. ГУ, 2010. – 400 с.


  1. Геофизика: учебник / Под ред. В.К. Хмелевского. -2-е изд. – М.: КДУ, 2009. – 320 с.

  2. Геофизические методы разведки рудных месторождений / под ред. Бродового В.В.

М.: Недра, 1990. – 296 с.

  1. Знаменский В.В., Жданов М.С., Петров Л.П. Общий курс полевой геофизики.

Учебник для вузов. - М.: Недра, 1989. – 520 с.



    1. 9.2 Дополнительная литература

  1. Ерофеев Л.Я., Вахромеев Г.С., Зинченко В.С., Номоконова Г.Г. Физика горных пород: учебник для вузов. – Томск: Издательство ТПУ, 2006. – 520 с.

  2. Исаев В.И. Интерпретация данных гравиметрии и геотермии при прогнозировании и поисках нефти и газа: учебное пособие для вузов. – Томск: изд-во ТПУ, 2010. – 172 с.

  3. Пейтон Ч. Сейсмическая стратиграфия. В 2-х частях. – М.: Мир, 1982. – 846 с.

9.3 Программное обеспечение: «Решение прямой и обратной задачи геотермии в условиях седиментации», лабораторная работа.

9.4 Рекомендуемые интернет-ресурсы: http://www.gcras.ru/, http://geosys.ru http://www.msu.ru/ .

10 Материально-техническое обеспечение модуля «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»

Для обеспечения модуля «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» на обеспечивающей кафедре геофизике имеются:

  1. Мультимедийный класс для проведения лекционного курса.

  2. Компьютерный класс для проведения лабораторных занятий и контрольных работ.
  3. Лаборатория геофизической аппаратуры кафедры геофизики.




Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по специальности «Прикладная геология» и специализации «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых» подготовки специалистов.


Автор Лобова Г.А.


Программа одобрена на заседании обеспечивающей кафедры геофизики


(протокол № 334 от «26» октября 2011 г.).